Procedimiento de codificación de imágenes, así como el correspondiente procedimiento de decodificación de imágenes, equipo codificador y equipo decodificador.

Procedimiento de codificación de imágenes con las siguientes etapas:

a. a partir de una secuencia de imágenes originales (O1, ..., ON) se crea con ayuda de un primer procedimiento de codificación (CV1), que es una codificación predictiva compensada en movimiento, se genera una secuencia de imágenes codificadas (B1, ..., BM), a partir de las que a continuación se crean imágenes decodificadas (D1, ..., DM),

b. a partir de un grupo de imágenes (GOP) de la secuencia de imágenes originales (O1, ..., ON) se genera con ayuda de un segundo procedimiento de codificación (CV2), que es una codificación filtrada en el tiempo y compensada en movimiento, una secuencia de segundas imágenes (Z1, Z2, Z3, A3), en la que,

- se codifica al menos una zona parcial de la imagen correspondiente a una de las segundas imágenes (Z1) con ayuda de un modo de INTErcodificación del segundo procedimiento de codificación (CV2),

caracterizado porque

- mediante el modo de INTERcodificación se utiliza como imagen de referencia (RB) al menos una de las imágenes decodificadas (D5), y

- mediante la imagen decodificada (D5) utilizada como imagen de referencia (RB) se representa otra imagen original (O5) diferente a aquella imagen original (O4) representada mediante la segunda imagen (Z1) de la zona de imágenes a codificar.

Procedimiento de codificación de imágenes, así como el correspondiente procedimiento de decodificación de imágenes, equipo codificador y equipo decodificador

La invención se refiere a un procedimiento de codificación de imágenes según el preámbulo de la reivindicación 1 y a un procedimiento de decodificación de imágenes según el preámbulo de la reivindicación 8. Además se refiere la invención también a un equipo codificador y a un equipo decodificador según el preámbulo de las reivindicaciones 10 y 12 respectivamente.

Según [1] aprovechan los procedimientos de codificación de video características específicas de las señales para una codificación eficiente de una secuencia de imágenes. Al respecto se tienen en cuenta dependencias locales y temporales entre las distintas imágenes o los distintos puntos de imagen correspondientes a estas imágenes. Cuanto mejor pueda aprovechar un procedimiento de codificación de imágenes y/o de video estas dependencias entre las distintas imágenes y/o puntos de imagen, tanto mayor es en general el factor de compresión que puede ser lograrse.

En las técnicas actuales para la codificación de video se diferencian por ejemplo procedimientos de codificación híbridos, como por ejemplo los estándares ITU-T H.263 ó ITU-T H.264 [2, 3] y los llamados fundamentos de codificación de frecuencias tridimensionales. Aun cuando ambos procedimientos intentan codificar tanto espacialmente como también en el tiempo la señal de video, compuesta por una secuencia de imágenes, se utilizan en procedimientos de codificación híbridos ante todo una predicción compensada en cuanto a movimiento en la dirección temporal y a continuación una transformación bidimensional de una imagen diferencial generada, como por ejemplo con ayuda de una transformada de coseno discreta (DCT – Discret Cosinus Transformation) bidimensional, para así eliminar una correlación local entre puntos de imagen contiguos dentro de la imagen diferencial.

En los fundamentos de codificación de frecuencias tridimensionales, como por ejemplo la codificación en subbandas compensada en movimiento, filtrada en el tiempo, no se realiza, contrariamente a en el procedimiento de codificación híbrido, ninguna predicción en el tiempo, sino una “verdadera” transformación en la dirección del eje de tiempos, para así aprovechar la correlación en el tiempo entre imágenes consecutivas. En una tal codificación en subbandas se codifica la secuencia de imágenes antes de la descorrelación local bidimensional en varias bandas de frecuencias “temporales”, como por ejemplo, cuando son dos bandas de frecuencias, en una banda de frecuencias alta y una baja para partes de imagen de altas y de bajas frecuencias. En el fraccionamiento espectral, la distribución de las frecuencias presentes en estas bandas de frecuencias depende fuertemente de la magnitud del movimiento que se produce en la señal de video. Si la señal de video considerada no tiene elementos que se mueven o que varían, entonces todos los “componentes espectrales en el tiempo” de alta frecuencia son iguales a cero y toda la energía se concentra en la banda de frecuencias bajas. No obstante en el caso normal se verá siempre en una secuencia de imágenes una variación de la imagen en el tiempo, como por ejemplo un desplazamiento de lugar de un objeto, una variación del tamaño de un objeto o un cambio de escena. Esto da lugar a una distribución de la energía entre varios coeficientes espectrales, apareciendo también componentes de alta frecuencia.

Para reducir los componentes espectrales en la banda de altas frecuencias en el tiempo y concentrar así la energía en la banda de bajas frecuencias en el tiempo, se realiza antes del filtrado en el tiempo de la señal de video, en varias bandas de frecuencias “temporales”, una estimación local del movimiento y una compensación del movimiento de las imágenes a filtrar en el tiempo.

Según [4], puede utilizarse la codificación en subbandas compensada en movimiento, filtrada en el tiempo, también para crear un flujo de datos de video escalable. De esta manera es posible una escalabilidad en el tiempo, una cualitativa o también una local. Además se presenta en [4], capítulo 3.2.4, una escalación combinada. Aquí se logran con ayuda del procedimiento de codificación híbrido dos calidades básicas diferentes. Para lograr mejoras en la calidad de la imagen se añaden además flujos de datos de video escalados. Estos flujos de datos de video escalados se generan en [4] con ayuda de una codificación en subbandas compensada en movimiento, filtrada en el tiempo. Así se sabe que con ayuda de un primer procedimiento de codificación tras una codificación predictiva, compensada en movimiento y un segundo procedimiento de codificación tras una codificación en subbandas compensada en movimiento, filtrada en el tiempo, puede generarse un flujo de datos de video escalable.

Por la solicitud de patente alemana con el número de expediente 10 2004 031 407.1 se conoce un procedimiento en el que para generar un flujo de video escalable se utiliza un procedimiento de codificación híbrido con un procedimiento de codificación de frecuencias tridimensional.

El documento US 2002/0071485 A1 da a conocer distintos tipos de procedimientos de codificación de video. Entre otros se describen la predicción en el tiempo de cuadros de video, así como la codificación de video escalable.

La publicación Y. Andreopoulos y colab. “Spatio-Temporal-SNR Scalable Wavelet Coding with Motion-Compensated DCT Base-Layer Architectures”, Proceedings, International Conference on Image Processing (“Codificación wavelet escalable SNR espacio-temporal con arquitecturas de la capa de base DCT compensadas en movimiento”, Actas, Conferencia Internacional de Procesamiento de la Imagen) , vol. 3, 14 septiembre 2003, páginas II-795, describe un procedimiento de codificación de video en el que se combina un filtrado en el tiempo compensado en movimiento con una codificación DCT compensada en movimiento.

En las publicaciones M. Mrak y colab.: “An overview of basic techniques behind scalable video coding”, Electronics in Marine, 2004, Proceedings ELMAR 2004, 46th International Symposium (“Una panorámica de las técnicas básicas que soportan la codificación de video escalable”, Electrónica en la Marina, 2004, Actas ELMAR 2004, 46º Simposio Internacional) Zadar, Croacia, 16-18 junio 2004, Piscataway, NJ, USA, IEEE, 16 junio 2004, páginas 597-602 y H.

Schwarz y colab. “Scalable Extension of H.264/AVC” (Extensión escalable de H.264/AVC) ISO/IEC

JTC1/CS29/WG11 MPEG04/M10569/S03, XX, XX, marzo 2004, páginas 1 a 39, se describen procedimientos de codificación de video escalables basándose en un filtrado en el tiempo compensado en movimiento.

La tarea básica de la invención es indicar un procedimiento de codificación de imágenes, un procedimiento de decodificación de imágenes, un equipo codificador y un equipo decodificador que posibiliten una codificación de imágenes y decodificación de imágenes utilizando respectivamente un primer y un segundo procedimientos de codificación de manera eficiente.

Esta tarea se resuelve mediante el procedimiento de codificación de imágenes según la reivindicación 1, así como el procedimiento de decodificación de imágenes según la reivindicación 8. Además se resuelve la tarea mediante el equipo codificador y el equipo decodificador según las reivindicaciones 10 y 12 respectivamente.

Otras particularidades, así como ventajas de la invención, se describirán más en detalle en base a las figuras 1 a 9. En detalle muestran:

figura 1 en representación esquemática, una codificación de una secuencia de imágenes originales, generándose mediante un primer procedimiento de codificación, tras una codificación predictiva, compensada en movimiento, imágenes decodificadas y codificándose mediante un segundo procedimiento de codificación segundas imágenes, tras una codificación en subbandas filtrada en el tiempo y compensada en movimiento, teniendo en cuenta las imágenes decodificadas del primer procedimiento de codificación;

figura 2 la dependencia en la codificación de las segundas imágenes con respecto a las imágenes decodificadas;

figura 3 la dependencia en la codificación de las segundas imágenes de las imágenes decodificadas, pronosticándose cada segunda imagen de al menos dos imágenes decodificadas;

figura 4 la dependencia en la codificación de las segundas imágenes de las imágenes decodificadas, creándose las imágenes decodificadas aumentando el tamaño de la imagen a partir de... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de codificación de imágenes con las siguientes etapas:

a. a partir de una secuencia de imágenes originales (O1, …, ON) se crea con ayuda de un primer procedimiento de codificación (CV1) , que es una codificación predictiva compensada en movimiento, se genera una secuencia de imágenes codificadas (B1, …, BM) , a partir de las que a continuación se crean imágenes decodificadas (D1, …, DM) ,

b. a partir de un grupo de imágenes (GOP) de la secuencia de imágenes originales (O1, …, ON) se genera con ayuda de un segundo procedimiento de codificación (CV2) , que es una codificación filtrada en el tiempo y compensada en movimiento, una secuencia de segundas imágenes (Z1, Z2, Z3, A3) , en la que,

- se codifica al menos una zona parcial de la imagen correspondiente a una de las segundas imágenes (Z1) con ayuda de un modo de INTErcodificación del segundo procedimiento de codificación (CV2) ,

caracterizado porque

- mediante el modo de INTERcodificación se utiliza como imagen de referencia (RB) al menos una de las imágenes decodificadas (D5) , y

- mediante la imagen decodificada (D5) utilizada como imagen de referencia (RB) se representa otra imagen original (O5) diferente a aquella imagen original (O4) representada mediante la segunda imagen (Z1) de la zona de imágenes a codificar.

2. Procedimiento de codificación de imágenes según la reivindicación 1, caracterizado porque para codificar una de las segundas imágenes (Z3) se consideran al menos dos imágenes decodificadas (D4, D5) , incluyéndose adicionalmente como imagen de referencia (RB) aquella imagen decodificada (D5) que representa la misma imagen original (O5) que la segunda imagen a generar (Z3) .

3. Procedimiento de codificación de imágenes según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque antes de codificar al menos una zona parcial de una de las segundas imágenes (Z1, Z2, Z3, A3) , se amplía o se reduce al menos una zona parcial de una imagen decodificada (D1, …, DM) con un primer tamaño de imagen (BG1) hasta un segundo tamaño de imagen (BG2) .

4. Procedimiento de codificación de imágenes según una de las reivindicaciones precedentes,

caracterizado porque se genera al menos una imagen decodificada (D1, …, DM) con ayuda del primer

procedimiento de codificación (CV1) mediante un modo de INTRAcodificación y/o un modo de INTERcodificación y/o un modo de codificación bidireccional predictivo.

5. Procedimiento de codificación de imágenes según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se genera mediante el primer procedimiento de codificación (CV1) la secuencia de las imágenes decodificadas (D1, …, DM) con una primera frecuencia de repetición de imágenes (BWF1) y mediante el segundo procedimiento de codificación (CV2) la secuencia de segundas imágenes (Z1, Z2, Z3, A3) con una segunda frecuencia de repetición de imágenes (BWF2) .

6. Procedimiento de codificación de imágenes según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se genera mediante el primer procedimiento de codificación (CV1) la secuencia de las imágenes decodificadas (D1_Q1, D1_Q2, …, DM_Q1, DM_Q2) en varios primeros niveles de calidad de imagen (Q1, Q2) y mediante el segundo procedimiento de codificación (CV2) la secuencia de las segundas imágenes (Z1, Z2, Z3, A3) , en varios segundos niveles de calidad de imagen, considerándose para generar la secuencia de segundas imágenes (Z1, Z2, Z3, A3) , la secuencia de las imágenes decodificadas (D1_Q1, D1_Q2, …, DM_Q1, DM_Q2) , en particular con el más alto primer nivel de calidad de imagen (Q2) .

7. Procedimiento de codificación de imágenes según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque en el marco del procedimiento de codificación de imágenes se genera un flujo de bits (BS) tal que el mismo incluye al menos un distintivo (KN) que indica la utilización de al menos una imagen decodificada (D1, D1_Q1, D1_Q2) al generarse al menos una segunda imagen (Z1, A3) .

8. Procedimiento de decodificación de imágenes, caracterizado por etapas para decodificar al menos una imagen codificada según el procedimiento de codificación de imágenes según una de las reivindicaciones precedentes, en particular una de las segundas imágenes (Z1, Z2, Z3, A3) , generándose una secuencia de imágenes originales reconstruidas (K1, …, KN) con ayuda de un segundo procedimiento de decodificación (DV2) , que es una decodificación de una codificación en subbandas filtrada en el tiempo, compensada en movimiento, a partir de una secuencia de segundas imágenes (Z1, Z2, Z3, A3) , en la que

- se decodifica al menos una zona parcial de una de las segundas imágenes (Z1) con ayuda de un modo de INTERdecodificación del segundo procedimiento de decodificación (DV2) ,

caracterizado porque

- mediante el modo de INTERdecodificación se utiliza como imagen de referencia (RB) al menos una de las imágenes generadas mediante un primer procedimiento de codificación (CV1) y a continuación

decodificadas (D5) , siendo el primer procedimiento de codificación una codificación predictiva compensada en movimiento, y

- mediante la imagen decodificada (D5) utilizada como imagen de referencia (RB) se representa otra imagen original (O5) diferente de aquella imagen original (O4) representada mediante la segunda imagen (Z1) de la zona de imagen a decodificar.

9. Procedimiento de decodificación de imágenes según la reivindicación 8, caracterizado porque en el marco del procedimiento de decodificación de imágenes se decodifica un flujo de bits (BS) tal que el mismo incluye al menos un distintivo (KN) que indica la utilización de al menos una imagen decodificada (D1, D1_Q1, D1_Q2) al generarse al menos una segunda imagen (Z1, A3) .

10. Equipo codificador (EV) con medios para realizar un procedimiento de codificación de imágenes en particular según una de las reivindicaciones 1 a 7, con

a) un primer medio (M1) para generar una secuencia de imágenes decodificadas (D1, …, DM) a partir de una secuencia de imágenes originales (O1, …, ON) , en el que a partir de la secuencia de imágenes originales (O1, … ON) , con ayuda de un primer procedimiento de codificación (CV1) , que es una codificación predictiva compensada en movimiento, se genera una secuencia de imágenes codificadas (B1, …, BM) , a partir de las que a continuación se crean las imágenes decodificadas (D1, …, DM) ,

b) un segundo medio (M2) para generar una secuencia de segundas imágenes (Z1, Z2, Z3, A3) a partir de un grupo de imágenes (GOP) de la secuencia de imágenes originales (O1, …, ON) con ayuda de un segundo procedimiento de codificación (CV2) , que es una codificación en subbandas filtrada en el tiempo y compensada en movimiento, en la que

- se codifica al menos una zona parcial de la imagen correspondiente a una de las segundas imágenes (Z1) con ayuda de un modo de INTERcodificación del segundo procedimiento de codificación (CV2) ,

caracterizado porque

- mediante el modo de INTERcodificación se utiliza como imagen de referencia (RB) al menos una de las imágenes decodificadas (D5) , y

- mediante la imagen decodificada (D5) utilizada como imagen de referencia (RB) se representa otra imagen original (O5) diferente a aquella imagen original (O4) representada mediante la segunda imagen (Z1) de la zona de imagen a codificar.

11. Equipo codificador (EV) según la reivindicación 10, caracterizado por un medio emisor (MS) para emitir un flujo de bits (BS) , que se genera tal que el mismo incluye al menos un distintivo (KN) que indica la utilización de al menos una imagen decodificada (D1, D1_Q1, D1_Q2) cuando se genera al menos una segunda imagen (Z1, A3) .

12. Equipo decodificador (DV) , con medios para realizar un procedimiento de decodificación de imágenes, en particular según la reivindicación 8 ó 9, con un tercer medio (M3) para generar una secuencia de imágenes originales reconstruidas (K1, …, KN) con ayuda de un segundo procedimiento de decodificación (DV2) , que es una decodificación de una codificación en subbandas filtrada en el tiempo y compensada el movimiento, a partir de una secuencia de segundas imágenes (Z1, Z2, Z3, A3) , en la que

- se decodifica al menos una zona de imagen correspondiente a una de las segundas imágenes (Z1) con ayuda de un modo de INTERdecodificación del segundo procedimiento de codificación (DV2) ,

caracterizado porque

- mediante el modo de INTERdecodificación como imagen de referencia (RB) se utiliza al menos una de las imágenes generadas mediante un primer procedimiento de codificación (CV1) y a continuación decodificadas (D5) , siendo el primer procedimiento de codificación una codificación predictiva compensada en movimiento, y

- mediante la imagen decodificada (D5) utilizada como imagen de referencia (RB) se representa otra imagen original (O5) diferente de aquella imagen original (O4) representada mediante la segunda imagen (Z1) de la zona de imagen a decodificar.

13. Equipo decodificador (DV) según la reivindicación 12, caracterizado por un medio receptor (ME) para recibir un flujo de bits (BS) , que incluye al menos un distintivo (KN) , que indica la utilización de al menos una imagen decodificada (D1, D1_Q1, D1_Q2) cuando se genera al menos una segunda imagen (Z1, A3) .